ร็อบ ฟิลลิปส์เฉลิมฉลองซีรีส์เกี่ยวกับน้ำเชื้อของนักฟิสิกส์ชาวอเมริกัน
เมื่อใกล้จะครบรอบ 50 ปี
ตลอดสามทศวรรษที่ผ่านมา ฉันได้ขอให้ผู้คนหลายสล็อตเว็บตรงแตกง่ายร้อยคนตั้งชื่อหนังสือห้าหรือสิบเล่มที่มีความหมายต่อพวกเขามากที่สุด แม้ว่า Pride and Prejudice ของ Jane Austen จะอยู่ในอันดับต้นๆ ก็ตาม แต่ The Feynman Lectures on Physics เป็นหัวข้อทางวิทยาศาสตร์ที่มีการอ้างถึงบ่อยที่สุด นั่นอาจบอกอะไรบางอย่างเกี่ยวกับประเภทของผู้อ่านที่ฉันคุยด้วย แต่มันเป็นภาพสะท้อนที่แม่นยำของการเข้าถึงวงกว้างของหนังสือคลาสสิกทางวิทยาศาสตร์อายุครึ่งศตวรรษนี้
Richard Feynman กำลังบรรยายในปี 1962
เกี่ยวกับทัศนศาสตร์และหลักการของ Pierre de Fermat ในเวลาน้อยที่สุด เครดิต: TOM HARVEY/CALIFORNIA INSTITUTE OF TECHNOLOGY
หนังสือเล่มนี้มีพื้นฐานมาจากหลักสูตรของ Richard Feynman นักฟิสิกส์ทฤษฎีและนักฟิสิกส์ที่ได้รับรางวัลโนเบล สอนตั้งแต่ปี 2504 ถึง 2506 ในความพยายามที่จะประคอง “ฟิสิกส์น้องใหม่” ที่สถาบันเทคโนโลยีแคลิฟอร์เนีย (Caltech) ในเมืองแพซาดีนา ในปีพ.ศ. 2507 หลักสูตรนี้ได้รับการตีพิมพ์เป็น The Feynman Lectures on Physics สามเล่ม โดย Feynman และเพื่อนนักฟิสิกส์ Matthew Sands และ Robert Leighton ด้วยการบรรยายของเขา Feynman ได้เข้าร่วมประเพณีอันยาวนานของนักฟิสิกส์ที่มีชื่อเสียง เช่น Max Planck, Arnold Sommerfeld, Wolfgang Pauli และ Lev Landau เพื่อมอบทิวทัศน์อันยิ่งใหญ่ส่วนตัว ทิวทัศน์ของ Feynman ต่างจากสิ่งเหล่านั้น ทิวทัศน์ของ Feynman เป็น ‘ระดับประถมศึกษา’ และน่ายินดี — ความสุขที่ขยายอย่างล้ำลึกในเวอร์ชันเสียง
อะไรทำให้การบรรยายเหล่านี้เป็นอมตะ? ฟิสิกส์เบื้องต้นได้รับการสอนให้กับนักศึกษาระดับปริญญาตรีมาเกือบศตวรรษโดยมีการเปลี่ยนแปลงเพียงเล็กน้อย ตลอด 50 ปีที่ผ่านมา ตัวแบบนิ่งมากขึ้น ตำราและหลักสูตรเบื้องต้นมุ่งเป้าไปที่ผู้ที่วางแผนจะเรียนแพทย์และวิศวกร โดยเน้นที่การแก้ปัญหาตามสูตรและการเตรียมสอบ มากกว่าการปลูกฝังความมหัศจรรย์ของธรรมชาติและการพัฒนาสัญชาตญาณทางกายภาพ
ฟิสิกส์ของไฟน์แมนเป็นเรื่องเกี่ยวกับความเรียบง่าย ความงาม ความสามัคคีและความคล้ายคลึงกัน นำเสนอด้วยความกระตือรือร้นและความเข้าใจที่ลึกซึ้ง
อย่างผิวเผิน ไพรเมอร์ของ Feynman กล่าวถึงหัวข้อเดียวกันกับที่คนอื่นๆ ทำ: กลศาสตร์ อุณหพลศาสตร์ ทัศนศาสตร์ ไฟฟ้าและแม่เหล็ก และฟิสิกส์สมัยใหม่ ภายใต้แผ่นไม้อัดของสาเหตุทั่วไปนี้ การแนะนำฟิสิกส์เบื้องต้นของเขาดูเหมือนจะมีแรงบันดาลใจที่สูงขึ้น — ความรักในธรรมชาติและการเข้าใจมันผ่านการทดลองและการใช้เหตุผล ในมือของไฟน์แมน แม้แต่หัวข้อธรรมดาที่การเคลื่อนที่แบบโพรเจกไทล์กลายเป็นเรื่องราวของกาลิเลโอและนิวตันที่ไขความลับของการเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์ได้อย่างไร ฟิสิกส์ของ Feynman เกี่ยวกับความเรียบง่าย ความงาม ความสามัคคีและความคล้ายคลึงกัน นำเสนอด้วยความกระตือรือร้นและความเข้าใจที่ระเบิดออกมาจากหน้า
เขาใช้เวทย์มนตร์นี้แม้ในพื้นที่ที่มักคิดว่าเป็นส่วนที่น่าเบื่อที่สุดในหลักสูตร ตัวอย่างเช่น ความหลงใหลในวิธีที่กฎการเคลื่อนที่ข้อที่สองของนิวตันคือ F = ma สามารถอธิบายการเคลื่อนที่ของวัตถุขนาดใหญ่ที่ประกอบรวมกันได้ เช่น ดาราจักร นำไปสู่แนวคิดที่ลึกซึ้งเกี่ยวกับจุดศูนย์กลางมวลอย่างสังหรณ์ใจ Feynman ยังใช้หลักการ ‘แบบแปรผัน’ ซ้ำแล้วซ้ำเล่า โดยพิจารณาจากการลดปริมาณ เช่น เวลาในการเดินทาง (ในภาพ) สิ่งนี้ไม่มีให้เห็นที่น่าประทับใจมากไปกว่าวิธีที่เขาพัฒนาเลนส์โดยการคิดถึงการเคลื่อนตัวของรังสีแสงขณะที่พวกมันเคลื่อนผ่านสื่อต่างๆ ไม่ว่าจะเป็นเลนส์หรือชั้นบรรยากาศ ความคิดเดียวกันนี้กลับมาในการรักษาการเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์วงรี เมื่อพูดถึงการเคลื่อนที่แบบบราวเนียน (การเคลื่อนที่แบบสุ่มของอนุภาคในก๊าซหรือของเหลวในขณะที่ชนกับโมเลกุลของตัวกลางนั้น) เขาได้สอนเราอย่างหรูหราถึงทฤษฎีบทการผันผวน-การกระจายตัว ซึ่งเกี่ยวข้องกับความเร็วที่อนุภาคกระจายไปตามแรงลากที่พวกมันสัมผัสโดยปราศจาก เคยตั้งชื่อมันไว้อย่างนั้น และในทำนองเดียวกันเขาก็ให้คำแนะนำขั้นสูงแต่เข้าถึงได้เกี่ยวกับความยืดหยุ่น ซึ่งน่าเสียดายที่นักศึกษาฟิสิกส์ขั้นสูงไม่ค่อยเห็นแม้แต่ตอนนี้
ในไม่กี่หน้าเกี่ยวกับแอนะล็อกไฟฟ้าสถิตและความเป็นเอกภาพของธรรมชาติ Feynman ชี้ให้เห็นว่าปรากฏการณ์ต่างๆ ทั้งหมดสามารถเข้าถึงได้โดยใช้คณิตศาสตร์พื้นฐานเดียวกัน — ศักย์ไฟฟ้ารอบวัตถุที่มีประจุ การไหลของความร้อนระหว่างแผ่นเปลือกโลกที่อุณหภูมิต่างกัน การสั่นสะเทือนของ หัวกลอง การแพร่กระจายของนิวตรอนและการไหลของของเหลวผ่านทรงกลม ความสามัคคีดังกล่าวถูกเปิดเผยเพิ่มเติมโดยบุหงาของตัวอย่างของเสียงสะท้อนในธรรมชาติ ช่วงเหล่านี้มีตั้งแต่ ‘ออสซิลเลเตอร์’ ของชั้นบรรยากาศของโลกในขณะที่มันเคลื่อนตัวไปมาซึ่งขับเคลื่อนโดยดวงจันทร์ ไปจนถึงเอฟเฟกต์มอสเบาเออร์ที่เปิดเผยเมื่อนิวเคลียสของอะตอมดูดซับรังสีความถี่สูงสล็อตเว็บตรงแตกง่าย
